ggplot2画各种误差线和森林图

获取更多R语言知识，请关注公众号：医学和生信笔记

医学和生信笔记，专注R语言在临床医学中的使用，R语言数据分析和可视化。主要分享R语言做医学统计学、meta分析、网络药理学、临床预测模型、机器学习、生物信息学等。

森林图最重要的内容之一就是误差线，前面介绍过多种森林图的画法了，今天学习下误差线的各种画法，基于 ggplot2。

当然也并不是只有森林图中才用误差线，很多图中都用，所以这个方法也是通用的，只要你觉得差不多的误差线，都可以用！

编一个数据

先编造一个数据。数据结构是通用的，既然要画误差线，那肯定得提供最大值和最小值，还要提供均值（或者其他的，肯定是介于最大值和最小值之间的）。

还有一列group，纯粹是为了给误差线上色用的。如果你提供的是离散型变量，那就提供离散型颜色，如果是数值型变量，就提供连续型颜色。

library(tibble)
options(digits = 2)
df <- tibble(
  label = LETTERS[1:22],
  mean = rnorm(22,mean = 1, sd=0.2),
  lower = mean - 0.1,
  upper = mean + 0.2,
  group = c(rep("Group-1",7),rep("Group-2",7),rep("Group-3",8))
)
df

# A tibble: 22 x 5
   label  mean lower upper group  
   <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <chr>  
 1 A     1.03  0.928 1.23  Group-1
 2 B     0.741 0.641 0.941 Group-1
 3 C     0.691 0.591 0.891 Group-1
 4 D     0.715 0.615 0.915 Group-1
 5 E     1.06  0.959 1.26  Group-1
 6 F     0.962 0.862 1.16  Group-1
 7 G     0.966 0.866 1.17  Group-1
 8 H     0.775 0.675 0.975 Group-2
 9 I     1.22  1.12  1.42  Group-2
10 J     0.819 0.719 1.02  Group-2
# ... with 12 more rows
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

加载R包

library(ggplot2)
1

提供一个基本图：

p <- ggplot(data = df,aes(color = group))
1

geom_errorbarh()和geom_errorbar()

这两个函数是一样的用法，都是用来画误差线的，看名字就知道只有一点点小小的差别！

h不就代表horizontal吗，水平的，横着的！

• geom_errorbar()：默认是画竖直方向的误差线，比如在条形图上面添加误差线这种画法，需要提供x,ymin和ymax，确定误差线上下两个端点的位置；
• geom_errorbarh()：默认是画水平方向的误差线，需要提供y，xmin和xmax`，确定误差线左右两个端点的位置。

先看看geom_errorbar()的常规用法

既然是竖直方向的误差线，那么我们就要提供横坐标x，确定这条误差线的位置，还要提供上下两个端点的位置：ymin，ymax。

p + geom_point(aes(x = label, y = mean),size=5)+
  geom_errorbar(aes(x = label,ymin = lower, ymax = upper),
                width = 0.6, # 控制上下两条短横线的长短
                size = 2 # 控制线条整体粗细
                )+
  theme_bw()
1
2
3
4
5
6

再看看geom_errorbarh()的常规用法

用来画水平方向的误差线，那么需要提供纵坐标y，左右两个端点的坐标：xmin和xmam。

注意控制两边端点处短线长短的参数，一个是width，一个是height!

p + geom_point(aes(x=mean, y=label))+
  geom_errorbarh(aes(y=label,xmin=lower, xmax=upper),
                 height=0.5, # 控制左右端点两条小竖线的长短
                 size=1)+
  theme_bw()
1
2
3
4
5

为什么说是常规情况呢？

因为某些情况下，其实两个函数可以混用，不管是竖直的和水平的，只要你提供的参数正确，都可以画出来，比如上面那段代码，你把geom_errorbarh换成geom_errorbar也是能够运行的。

geom_pointrange()和geom_linerange()

你可能也见过两端没有短线的误差线或者森林图。其实非常简单，直接把端点两端的线的长度变成0不就行了吗？

p + geom_point(aes(x=mean, y=label))+
  geom_errorbarh(aes(y=label,xmin=lower, xmax=upper),
                 height=0, # 控制左右端点两条小竖线的长短
                 size=1)+
  theme_bw()
1
2
3
4
5

果然是十分完美的！

但既然是ggplot2系列，那必须优雅！直接给你提供一个geom_pointrange()函数。

p+geom_pointrange(aes(x=mean,y=label,xmin=lower,xmax=upper),
                  size=1, # 控制线的宽度
                  fatten = 0.6 # 控制点的大小
                  )
1
2
3
4

那竖直方向的怎么画？是不是还有一个geom_pointrangeh()函数？

不好意思，还真没有。你至少可以通过2种方法实现。

首先是翻转：

p+geom_pointrange(aes(x=mean,y=label,xmin=lower,xmax=upper),
                  size=1, # 控制线的宽度
                  fatten = 0.6 # 控制点的大小
                  )+
  coord_flip()
1
2
3
4
5

或者在映射横纵坐标时换一下：

p+geom_pointrange(aes(x=label,y=mean,ymin=lower,ymax=upper),
                  size=1, # 控制线的宽度
                  fatten = 0.6 # 控制点的大小
                  )
1
2
3
4

怎么样，是不是非常简单？

那么还有一个geom_linerange()函数，顾名思义，只有线，没有点！其实你可以通过给geom_pointrange()函数设置为点的大小为0实现这种效果。

p+geom_linerange(aes(x=label,y=mean,ymin=lower,ymax=upper),
                  size=1, # 控制线的宽度
                 )
1
2
3

如果你想换成横的怎么办？不用我说了吧，你至少有2种方法！

geom_crossbar()

说实话这个函数我真用得不多。如果不是手贱看了下geom_error()的帮助文档，我还真不知道！

当你运行?geom_errorbar的时候，跳出来的竟然是geom_crossbar {ggplot2}!

果然我还是一个弱鸡！

p+geom_crossbar(aes(x=mean,y=label,xmin=lower,xmax=upper))+theme_bw()
1

竟然是一个类似箱线图的条形！但是中间竖线位置是mean哦！

这种图形在我的领域见得不多，不知道大家都用在哪里呢？

OK，以上就是在ggplot2中画各种误差线的方法，学完这个，再配合森林图的教程，请别再告诉我你不会画森林图了！

获取更多R语言知识，请关注公众号：医学和生信笔记

医学和生信笔记，专注R语言在临床医学中的使用，R语言数据分析和可视化。主要分享R语言做医学统计学、meta分析、网络药理学、临床预测模型、机器学习、生物信息学等。